EP4159589A1 - Bodenbearbeitungsmaschine und verfahren zum betreiben einer bodenbearbeitungsmaschine - Google Patents

Bodenbearbeitungsmaschine und verfahren zum betreiben einer bodenbearbeitungsmaschine Download PDF

Info

Publication number
EP4159589A1
EP4159589A1 EP22192049.9A EP22192049A EP4159589A1 EP 4159589 A1 EP4159589 A1 EP 4159589A1 EP 22192049 A EP22192049 A EP 22192049A EP 4159589 A1 EP4159589 A1 EP 4159589A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
steering
hydraulic
pressure fluid
electric motor
driving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22192049.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef DAGNER
Stefan BRAUNSCHLÄGER
Thomas Klein
Michael Sperber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamm AG
Original Assignee
Hamm AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamm AG filed Critical Hamm AG
Publication of EP4159589A1 publication Critical patent/EP4159589A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02—Improving by compacting
    • E02D3/026—Improving by compacting by rolling with rollers usable only for or specially adapted for soil compaction, e.g. sheepsfoot rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/062—Details, component parts
    • B62D5/064—Pump driven independently from vehicle engine, e.g. electric driven pump
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D12/00—Steering specially adapted for vehicles operating in tandem or having pivotally connected frames
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/065—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by specially adapted means for varying pressurised fluid supply based on need, e.g. on-demand, variable assist
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B60K17/10—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of fluid gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/40—Special vehicles
    • B60Y2200/41—Construction vehicles, e.g. graders, excavators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/40—Special vehicles
    • B60Y2200/41—Construction vehicles, e.g. graders, excavators
    • B60Y2200/413—Compactors

Definitions

  • the present invention relates to a soil cultivating machine, such as a soil compactor, which can be used to compact the building material of a subsoil, such as asphalt, soil or gravel. Furthermore, the invention relates to a method for operating such a soil treatment machine.
  • a soil cultivating machine such as a soil compactor
  • a subsoil such as asphalt, soil or gravel.
  • FIG. 1 An example of such a soil cultivating machine designed as a soil compactor is in 1 shown.
  • This soil cultivating machine 10 designed as a soil compactor is constructed with a rear carriage 12 and a front carriage 14 which is connected to the rear carriage 12 so that it can pivot about an approximately vertical steering axis.
  • Drive wheels 16 are provided on the rear carriage 12 and can be driven to rotate in order to move the soil compactor 10 on the subsoil 18 to be compacted.
  • a soil tillage roller 20 designed as a compactor roller is rotatably supported on the front carriage 14 .
  • the soil tillage roller 20 can be driven to rotate.
  • the soil tillage roller 20 can roll over the ground 18 only being advanced by the drive wheels 16 .
  • one or both compactor rollers could be driven to rotate in order to move the soil compactor over the subsoil 18 .
  • an operator's stand 22 in which an operator can sit on an operator's seat 24 in order to operate the soil compactor.
  • the operator's station 22 there are also various actuating elements, which will be explained below, via which an operator sitting in the operator's station 22 on the operator's seat 24 can operate the soil compactor.
  • such soil compactors have a diesel internal combustion engine on the rear vehicle 12 drive unit on.
  • the rear carriage 12 is considered to be that system area of a soil compactor on which such a drive unit and/or the operator's stand 22 are accommodated.
  • a soil compactor constructed as a pivot-steered tandem roller, in which a steering subframe rotatably supporting a soil tillage roller is pivoted about a respective steering axis on a frame region provided in the central region of the soil compactor and generally carrying a drive unit and an operator's station in both end regions of the same
  • the centrally arranged area of the soil compactor, which supports the two steering bolsters pivotably, is to be regarded as the rear carriage in the sense of the present invention.
  • the drive unit drives one or more hydraulic pumps to provide pressurized fluid in various hydraulic circuits.
  • a drive hydraulic circuit can be provided, via which hydraulic motors assigned to the drive wheels 16 can be fed with pressure fluid in order to move the soil compactor over the subsoil 18 . If such a soil compactor has one or more compactor rollers or soil cultivation rollers 20 that are driven to rotate, these hydraulic motors can also be assigned to drive them to rotate.
  • Another hydraulic circuit can be used to drive an imbalance system in the soil tillage roller 20 .
  • Such an unbalanced system which can be designed to generate an oscillating movement and/or a vibrating movement of the soil tillage roller 20, can also include one or more hydraulic motors in order to drive unbalanced masses to rotate.
  • Another hydraulic circuit can be assigned to a steering system.
  • the pressure fluid present in such a hydraulic steering circuit can conduct hydraulic fluid via a hydraulic steering unit, depending on a steering movement of a steering actuating element, for example a steering wheel, to one or to two steering piston/cylinder units 28 acting as steering elements 26.
  • Such steering piston/cylinder units 28 pivot the front carriage 14 and the rear carriage 12 relative to one another about the steering axis, as a result of which the soil compactor is steered as it moves over the subsoil 18 .
  • a soil cultivation machine in particular a soil compactor, comprising a hydraulic steering system with at least one steering element actuated with pressure fluid and an electrohydraulic pressure fluid source with at least one steering pressure fluid pump that can be driven by at least one electric motor for feeding pressure fluid into a steering pressure fluid circuit.
  • the energy for operating the hydraulic steering system is provided by an electric motor fed from a battery or the like.
  • an electric motor as a drive for a steering pressure fluid pump has the advantage over the use of a diesel internal combustion engine that the electric motor can be operated in a way that is adapted to the energy or pressure fluid required at the moment and offers the option of spontaneously changing the speed of the same to adjust the amount of pressure fluid pumped to changing needs.
  • Such short-term changes cannot be realized when using a diesel internal combustion engine by changing the operating state of the same.
  • the hydraulic steering system according to the invention offers the advantage, for example compared to steering systems operated purely by an electric motor, that an emergency steering property can be maintained, and that such a hydraulic steering system has a particularly high overload or shock resistance and an operator there is mechanical feedback of the currently existing steering state or a steering movement.
  • the soil cultivating machine constructed according to the invention can comprise a rear carriage and a front carriage which can be pivoted about a steering axis with respect to the rear carriage, with at least one steering element acting between the front carriage and the rear carriage comprising a steering piston/cylinder unit.
  • a steering piston/cylinder unit As already mentioned at the outset, it is advantageous to provide two steering elements designed, for example, as steering piston/cylinder units, with one or both of these steering elements being double-acting, ie acting in both directions of actuation.
  • the hydraulic steering system can comprise a hydraulic steering unit, the hydraulic steering unit being fed with pressure fluid from the steering pressure fluid circuit and depending on the actuation of a steering actuator, the at least one steering element is acted upon by pressurized fluid.
  • the hydraulic steering system can include at least one steering sensor, the steering sensor being designed to provide steering information representing a steering state.
  • a steering sensor can detect the rotation of a steering shaft, and the steering information can represent a steering angle and/or a steering angle change rate.
  • a steering angle change rate represents a change in the steering angle over time, for example the change over time in a rotational position of a steering shaft or the change in the angle between a front carriage and a rear carriage of a tillage machine.
  • the hydraulic steering system be designed to operate the electric motor of the electrohydraulic steering pressure fluid source at a speed dependent on the steering information.
  • the hydraulic steering system can be designed to operate the electric motor of the electrohydraulic steering pressure fluid source with increasing steering angle with increasing speed and/or to operate the electric motor with increasing steering angle change rate with increasing speed.
  • the hydraulic steering system be designed to operate the electric motor of the electrohydraulic steering pressure fluid source at a speed dependent on a driving operating state of the soil tillage machine. It should be pointed out that within the meaning of the present invention such a driving operating state is characterized by states that are not directly related to a steering movement or states that do not themselves represent the steering movement.
  • the hydraulic steering system can be designed to always operate the electric motor of the electrohydraulic steering pressure fluid source in the driving state at the working speed. This means that whenever such a soil tillage machine is in the driving state, regardless of whether it is being steered, i.e. there is a change in the steering state, this electric motor is operated at the working speed, i.e. a speed that is higher than the basic speed.
  • the hydraulic steering system can be designed to operate the electric motor of the electrohydraulic steering pressure fluid source when entering the driving state and/or in the driving state at the working speed if the steering information indicates the presence of a Change in the steering state indicated.
  • This means that the increase in the speed of this electric motor can be limited to those phases during the driving state in which energy has to be expended to change the steering state, ie to change the steering angle.
  • the electric motor can operate at a lower speed, for example the basic speed, and thus be operated with less energy consumption.
  • An energy-saving operation that is further adapted to the present needs can be supported by the fact that the basic speed depends on a temperature of the hydraulic fluid in the steering hydraulic circuit and/or in a working hydraulic system fed from the steering hydraulic circuit, and/or that the Base speed depends on a load requirement in a working hydraulic system fed from the steering hydraulic circuit.
  • a soil cultivation machine constructed according to the invention operation of the hydraulic steering system adapted to the energy requirement or the need for pressurized fluid is ensured in that the electric motor provided for driving the steering pressure fluid pump is operated or controlled at a speed adapted to the existing requirement.
  • Structural measures on the steering hydraulic pump which allow an adjustment of the flow rate to the existing need, are therefore not required, so that the steering hydraulic pump can be a constant flow rate pump, in which the change in the flow rate of the hydraulic fluid exclusively by a change in the speed of the pump or of the electric motor driving the pump is brought about.
  • a hydraulic drive system can also be provided for moving it over a subsurface to be worked, the hydraulic drive system having an electrohydraulic pressure fluid source with at least one electric motor and at least one drive hydraulic pump for feeding pressure fluid into a drive hydraulic circuit and at least one out includes the driving hydraulic circuit fed with pressurized fluid driving hydraulic motor.
  • the hydraulic travel drive system is therefore also an electrohydraulic system which, like the electrohydraulically operating steering system, offers the advantage that the operation of the electric motor of the hydraulic travel drive system can be adapted quickly or spontaneously to changes in the operating state or required changes in the operating state.
  • the hydraulic steering system and the hydraulic travel drive system include electric motors that can be operated independently of one another.
  • each of these hydraulic systems is assigned an independent electric motor or several independently working electric motors and the electric motor of the hydraulic Steering system is not intended to supply the hydraulic drive or motors with pressurized fluid, while the electric motor of the hydraulic drive system is not intended to feed a hydraulic steering unit or one or more steering elements with pressurized fluid.
  • the hydraulic steering system can be designed to feed pressurized fluid into the driving hydraulic circuit via the steering hydraulic circuit. This makes it possible, for example, to compensate for a loss of pressurized fluid occurring in the driving hydraulic circuit or for pressurized fluid to be discharged from the steering hydraulic circuit in a targeted manner in the driving hydraulic circuit.
  • the hydraulic steering system can also be designed to feed pressurized fluid back into a fluid reservoir via the steering hydraulic circuit.
  • This means that the hydraulic steering system or its hydraulic steering circuit can in principle be an open circuit which allows the pressure fluid present therein to be fed back into the fluid reservoir in order to avoid excessive heating.
  • a method for operating a soil tillage machine preferably a soil tillage machine constructed according to the invention, the soil tillage machine comprising a hydraulic steering system, the hydraulic steering system having at least one steering element actuated with pressure fluid and an electrohydraulic pressure fluid source with at least one that can be driven by at least one electric motor
  • the hydraulic steering system having at least one steering element actuated with pressure fluid and an electrohydraulic pressure fluid source with at least one that can be driven by at least one electric motor
  • the steering pressure fluid pump for feeding pressure fluid into a steering pressure fluid circuit and at least one steering sensor, wherein the steering sensor provides a steering state representing steering information, wherein the electric motor of the electrohydraulic steering pressure fluid source is operated at a speed dependent on the steering information.
  • the electric motor of the electrohydraulic steering pressure fluid source can be operated at an increasing speed as the steering angle increases, and/or the electric motor of the electrohydraulic steering pressure fluid source can be operated at an increasing speed as the steering angle change rate increases.
  • FIG. 12 shows a hydraulic steering system, generally designated 30.
  • the hydraulic steering system 30 includes one or more steering elements 26 designed as double-acting steering piston/cylinder units 28 , which are coupled to a steering pressure fluid circuit 34 via a hydraulic steering unit 32 .
  • the hydraulic steering system 30 comprises an electrohydraulic pressure fluid source 36 with an electric motor 38 and a steering pressure fluid pump 40 driven by the electric motor 38.
  • the electric motor 38 of the hydraulic steering system 30 is controlled by a control unit 42 and is used to drive the steering pressure fluid pump 40 from a voltage source , For example, a battery 44 fed. An electrical voltage can be applied to the electric motor 38 from the battery 44 in accordance with corresponding control specifications from the control unit 42 .
  • FIG. 12 further shows a hydraulic traction drive system, generally designated 46.
  • the hydraulic traction drive system 46 includes a hydraulic pressure fluid source 48 with an electric motor 50 and a traction hydraulic pump 52 driven by the electric motor 50.
  • the traction hydraulic pump 52 delivers a fluid, for example hydraulic oil, in a traction hydraulic circuit 54 and thus supplies two in the traction -Hydraulic circuit 54 integrated driving hydraulic motors 56, 58 with pressure fluid.
  • the two drive hydraulic motors 56, 58 can be assigned to two soil tillage rollers provided on a soil compactor, in order to be able to drive each of these soil tillage rollers to move the soil compactor.
  • one of the two driving hydraulic motors 56, 58 could be assigned to one of the two drive wheels 16, and the other of the two driving hydraulic motors 56, 58 could be assigned to the other drive wheel 16.
  • one of the driving hydraulic motors 56, 58 could be assigned to each of the segments of such a divided soil tillage roller.
  • the driving hydraulic circuit 46 also includes a discharge valve arrangement 60 via which fluid can be discharged from the driving hydraulic circuit 46 to a fluid reservoir 62 .
  • the steering hydraulic pump 40 delivers fluid into the steering hydraulic circuit 34, which, as in 2 shown, is linked to the driving hydraulic circuit 54 in such a way that fluid fed into the steering hydraulic circuit 34 as pressurized fluid by the steering hydraulic pump 40 , for example hydraulic oil, can be introduced into the driving hydraulic circuit 46 .
  • fluid fed into the steering hydraulic circuit 34 as pressurized fluid by the steering hydraulic pump 40 for example hydraulic oil
  • This makes it possible, for example, when fluid is discharged from driving hydraulic circuit 46 into fluid reservoir 62 via discharge valve arrangement 60, the quantity of fluid present in driving hydraulic circuit 54 is essentially constant by feeding in fluid from steering hydraulic circuit 34 to keep. Fluid leaks occurring in the driving hydraulic circuit 54 can also be compensated for in this way.
  • the steering hydraulic circuit 34 also includes a feedback valve 64 via which fluid or pressurized fluid can be fed back from the steering hydraulic circuit 34 into the fluid reservoir 62 .
  • the feedback valve 64 can be pressure-controlled, for example, so that when the fluid pressure in the steering hydraulic circuit 34 or also in the driving hydraulic circuit 54 exceeds a predetermined threshold pressure, fluid can be delivered to the fluid reservoir 62 .
  • the feedback valve 64 thus works as a pressure relief valve.
  • the 2 also shows that one or more working hydraulic systems 67 are coupled to the steering hydraulic circuit 34 in order to feed them with pressure fluid from the steering hydraulic circuit 34 or via the steering hydraulic pump 40 .
  • Such working hydraulic systems 67 can be systems that are also to be operated, for example, when the driving hydraulic circuit 54 is inactive.
  • a parking brake of the soil treatment machine 10 can be such a working hydraulic system 67, as well as an edge pressing device present in soil compactors used for compacting asphalt material, which can also be raised or lowered when the soil compactor is stationary.
  • a generally designed as a steering wheel steering actuator 66 is provided.
  • An operator taking a seat in the control station 22 can steer the soil tillage machine 10 moving over the subsoil 18 to be worked by operating the steering actuator 66, ie by turning a steering wheel.
  • the steering movement of the steering actuator 66 in the hydraulic steering unit 32 is converted into a corresponding supply of pressure fluid into one of the chambers in each steering piston/cylinder unit 28 and a corresponding delivery of pressure fluid from the other of the two chambers in each steering Piston/cylinder unit 28.
  • the actuation of the steering actuator 66 is detected by a steering sensor 68 .
  • This can, for example, detect the rotational movement of a steering shaft coupled to the steering-actuating element 66 for joint rotation and output a signal containing information representing the steering state to the control unit 42 .
  • This information can be, for example, information about the instantaneous rotational position of the steering actuator 66 or the steering shaft coupled thereto, which represents a steering angle.
  • a steering angle of zero can, for example, reflect a steering state corresponding to driving straight ahead.
  • a steering angle that increases in absolute value can represent an increasing buckling of the front end 14 with respect to the rear end 12, with the sign representing the steering direction, ie the buckling direction, for example.
  • a steering angle change rate can be determined from the change over time in a signal representing the steering position.
  • a signal can be generated directly from the movement of, for example, the steering actuator 66 or the steering shaft coupled thereto, which signal represents the rotational speed and thus the rate of change of the steering angle.
  • information representing the steering state can also be derived, for example, from the respective actuating state or movement state of a steering piston/cylinder unit 28 or can be provided directly by a sensor system acting or measuring between the front end 14 and the rear end 12 .
  • Additional organs are provided in the operator's stand 22, via which an operator can operate such a soil tillage machine 10.
  • the operator can set the soil tillage machine 10 in motion by means of a drive actuation element 72 embodied, for example, as a drive actuation lever 70 .
  • a drive actuation element 72 embodied, for example, as a drive actuation lever 70 .
  • the operator can bring the drive actuation lever 70 into a park position.
  • the soil tillage machine 10 When the drive actuating lever 70 is in the parking position, the soil tillage machine 10 is basically at a standstill and a parking brake can be activated, for example, in order to prevent it from rolling away.
  • a driving preparation state is assumed by pivoting from the parking position into a driving preparation position.
  • the running hydraulic motors 56, 58 In the running preparation state, the running hydraulic motors 56, 58 still remain inactive, i. That is, for example, the electric motor 50 is kept inoperative as in the parking state, but the parking brake is released.
  • a driving speed setpoint value and direction specification corresponding to the respective pivoting position is set via control unit 42 into a rotational speed or direction of rotation of electric motor 50 that corresponds to the specification converted, so that it drives the driving hydraulic pump 52 in a direction of rotation corresponding to a respective driving direction and the two driving hydraulic motors 56, 58 are fed with pressurized fluid, as a result of which the soil tillage machine 10 is moved over the ground 18.
  • a seat occupancy sensor 74 can be assigned to the operator seat 24, which provides information about whether an operator is sitting on the operator seat 24 or not. This information can, like the information via a respective actuating position or an actuating state of the driving actuating element 72, into the control unit 42 in order to operate the electric motor 38 of the electrohydraulic pressurized fluid source 36 in the manner described below.
  • the control unit 42 can control the electric motor 38, for example, in such a way that when the driving actuator 72 is placed in the parking position, the electric motor 38 is deactivated or is kept in a deactivated state , which means that its control unit will be disabled. Alternatively or additionally, this can take place when the information supplied by the seat occupancy sensor 74 indicates that there is no operator sitting on the operator seat 24, with the result that an optionally supplied parking brake is activated by no longer providing hold-open pressure for it. Furthermore, it is also structurally ensured that in the event of a failure of the control unit for the electric motor 38 and/or the electric motor 38, the soil treatment machine will come to a safe standstill.
  • the electric motor 38 of the electro-hydraulic pressurized fluid source 36 are operated in such a way that it rotates at a base speed.
  • a pressure is built up in the steering hydraulic circuit 34, which pressure can also be used, for example, to operate one or more of the working hydraulic systems 67, for example to release a parking brake.
  • the base speed can be permanently specified. However, it can also depend on influencing variables, such as e.g. B. the temperature of the pressure fluid in the steering hydraulic circuit 34 or in the area of one or more of the working hydraulic systems 67, so that, for example, with increasing temperature of the pressure fluid, the base speed is increased to ensure faster replacement of the pressure fluid.
  • the base speed can also be set or increased as a function of the load requirement in the working hydraulic system(s) 67 . If, for example, it is recognized that several such working hydraulic systems 67 are to be activated simultaneously, which corresponds to a high load requirement and is shown, for example, by the fact that one or more such working hydraulic systems 67 are operated at too low a speed when the basic speed is present, the basic speed can be adjusted accordingly be raised.
  • the voltage applied to the electric motor 38 of the electrohydraulic pressurized fluid source 36 can be specified under the control effect of the control unit 42 in such a way that the electric motor 38 is operated at a working speed lying above the basic speed.
  • the working speed can be fixed, for example, or, similar to the basic speed, can be adjusted depending on the temperature of the pressure fluid in the steering hydraulic circuit 34 and/or the load requirement in one or more of the working hydraulic systems 67.
  • the control unit 42 adjusts the working speed of the electric motor 38 of the electrohydraulic pressurized fluid source 36 taking into account the steering information, for example information about the steering angle to be provided according to an actuation of the steering actuator 66 or a steering angle change rate. This is explained below with reference to the 3 described using the steering angle change rate L as an example.
  • the 3 shows a relationship between the steering angle change rate L and the speed n of the electric motor 38.
  • the speed n of the electric motor 38 can be operated, for example, until a lower threshold L 0 is reached at a substantially constant speed n 0 , which can correspond to the working speed described above, for example . If an upper threshold L 1 of the steering angle change rate L is exceeded, the electric motor 38 is operated at a higher speed n 1 .
  • the electric motor 38 is operated at a speed n between the lower threshold L 0 and the upper threshold L 1 a, for example, linear relationship with the steering angle change rate L. This means that between the thresholds L 0 and L 1 the electric motor 38 is controlled in such a way that its speed n changes proportionally to the rate L of the steering angle change.
  • the delivery volume of the hydraulic steering pump 40 is changed exclusively by changing the speed of the same or the speed of the electric motor 38 that drives it.
  • the hydraulic steering pump 40 can therefore be a constant delivery rate pump, which means that the hydraulic steering system 30 and a simple controllability of the same guaranteed.
  • the steering angle itself can also be used to adjust the speed of the electric motor 38 .
  • the speed of the electric motor 38 be raised, for example in one of the 3 corresponding, essentially linear connection, a progressively or degressively increasing connection or a stepped connection.
  • the procedure can basically be such that the speed of the electric motor 38 is adjusted or increased to the working speed that may have been determined or adjusted in the manner described above.
  • provision can be made for the electric motor 38 only to be operated at the working speed when entering the driving state or in the driving state if there is a change in the steering state, i.e. for example when there is a change from straight-ahead driving to cornering, from which Cornering is to be switched to straight-ahead driving or the curve radius is to be changed when cornering.
  • the steering state does not change, for example a soil tillage implement remains in a previously existing steering state when it enters the driving state or is in the driving state, which means that either the soil tillage implement is being driven straight ahead or cornering with an essentially constant curve radius, the speed of the Electric motor 38 not raised to the working speed, since an increased force to change the steering state does not have to be applied. If the driving state changes from a state in which the steering state changes to a state in which the steering state does not change, the speed of the electric motor 38, which was initially operated at the working speed, can be reduced back to the basic speed, for example. This leads to efficient, energy-saving operation of the hydraulic steering system 30.
  • an electrohydraulic pressure fluid source creates the possibility of very quickly adapting the operation of the same to the existing or required steering operation. This reduces the energy consumption, since the electric motor of the electrohydraulic pressurized fluid source of the hydraulic steering system only has a high work output or is used when this is the case is required. Nevertheless, such a system can be operated at the basic speed in order to maintain a basic functionality, for example of the hydraulic steering system or working hydraulic systems to be fed via it.
  • the electrohydraulic pressure fluid source can comprise a plurality of steering pressure fluid pumps, which can be operated by a shared electric motor or, if appropriate, a separate electric motor of the electrohydraulic pressure fluid source.
  • several travel hydraulic pumps can be provided, which can be driven by a common electric motor or, if necessary, by separate electric motors.
  • a soil tillage machine designed as a soil compactor for example, can of course be designed differently with regard to the use of soil tillage rollers or drive wheels than described above or in 1 shown.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Road Paving Machines (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Guiding Agricultural Machines (AREA)
  • Non-Deflectable Wheels, Steering Of Trailers, Or Other Steering (AREA)

Abstract

Eine Bodenbearbeitungsmaschine, insbesondere Bodenverdichter, umfasst ein hydraulisches Lenksystem (30) mit wenigstens einem mit Druckfluid betätigten Lenkorgan (26) und einer elektrohydraulischen Druckfluidquelle (36) mit wenigstens einer durch wenigstens einen Elektromotor (38) antreibbaren Lenk-Druckfluidpumpe (40) zum Einspeisen von Druckfluid in einen Lenk-Druckfluidkreislauf (34).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bodenbearbeitungsmaschine, wie zum Beispiel einen Bodenverdichter, der dazu eingesetzt werden kann, das Aufbaumaterial eines Untergrunds, wie zum Beispiel Asphalt, Erdreich oder Schotter, zu verdichten. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Bodenbearbeitungsmaschine.
  • Ein Beispiel einer derartigen als Bodenverdichter ausgebildeten Bodenbearbeitungsmaschine ist in Fig. 1 dargestellt. Diese als Bodenverdichter ausgebildete Bodenbearbeitungsmaschine 10 ist mit einem Hinterwagen 12 und einem mit dem Hinterwagen 12 um eine näherungsweise vertikale Lenkachse schwenkbar verbundenen Vorderwagen 14 aufgebaut. Am Hinterwagen 12 sind Antriebsräder 16 vorgesehen, welche zum Bewegen des Bodenverdichters 10 auf dem zu verdichtenden Untergrund 18 zur Drehung antreibbar sind. Am Vorderwagen 14 ist eine als Verdichterwalze ausgebildete Bodenbearbeitungswalze 20 drehbar getragen. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Aufbau eines Bodenverdichters kann beispielsweise auch die Bodenbearbeitungswalze 20 zur Drehung angetrieben sein. Alternativ kann die Bodenbearbeitungswalze 20, nur voranbewegt durch die Antriebsräder 16, über den Untergrund 18 rollen. Beispielsweise bei einem Bodenverdichter, bei welchem auch am Hinterwagen 12 eine Verdichterwalze vorgesehen ist, könnte eine oder könnten beide Verdichterwalzen zur Drehung angetrieben sein, um den Bodenverdichter über den Untergrund 18 zu bewegen.
  • Am Hinterwagen 12 ist ferner ein Bedienstand 22 vorgesehen, in welchem eine Bedienperson auf einen Bedienpersonsitz 24 Platz nehmen kann, um den Bodenverdichter zu bedienen. Im Bedienstand 22 sind ferner verschiedene, nachfolgend noch erläuterte Betätigungsorgane vorgesehen, über welche eine im Bedienstand 22 auf dem Bedienpersonsitz 24 Platz nehmende Bedienperson den Bodenverdichter bedienen kann. Im Allgemeinen weisen derartige Bodenverdichter am Hinterwagen 12 ein als Diesel-Brennkraftmaschine ausgebildetes Antriebsaggregat auf. Es ist darauf hinzuweisen, dass im Sinne der vorliegenden Erfindung der Hinterwagen 12 als derjenige Systembereich eines Bodenverdichters betrachtet wird, an dem ein derartiges Antriebsaggregat oder/und auch der Bedienstand 22 untergebracht sind. Bei einem Aufbau eines Bodenverdichters als schemelgelenkte Tandemwalze, bei welchem an einem im mittleren Bereich des Bodenverdichters vorgesehenen und im Allgemeinen ein Antriebsaggregat und einen Bedienstand tragenden Rahmenbereich in beiden Endbereichen desselben jeweils ein eine Bodenbearbeitungswalze drehbar tragender Lenkschemel um eine jeweilige Lenkachse schwenkbar getragen ist, ist dieser die beiden Lenkschemel schwenkbar tragende, zentral angeordnete Bereich des Bodenverdichters im Sinne der vorliegenden Erfindung als Hinterwagen zu betrachten.
  • Das Antriebsaggregat treibt eine bzw. mehrere Hydraulikpumpen an, um in verschiedenen Hydraulikkreisläufen Druckfluid bereitzustellen. So kann beispielsweis ein Fahr-Hydraulikkreislauf vorgesehen sein, über welchen den Antriebsrädern 16 zugeordnete Hydraulikmotoren mit Druckfluid gespeist werden können, um den Bodenverdichter über den Untergrund 18 zu bewegen. Weist ein derartiger Bodenverdichter eine oder mehrere zur Drehung angetriebene Verdichterwalzen bzw. Bodenbearbeitungswalzen 20 auf, können auch diesen Hydraulikmotoren zugeordnet sein, um diese zur Drehung anzutreiben. Ein weiterer Hydraulikkreislauf kann dazu dienen, ein Unwuchtsystem in der Bodenbearbeitungswalze 20 anzutreiben. Auch ein derartiges Unwuchtsystem, welches dazu ausgebildet sein kann, eine Oszillationsbewegung oder/und eine Vibrationsbewegung der Bodenbearbeitungswalze 20 zu erzeugen, kann einen oder mehrere Hydraulikmotoren umfassen, um Unwuchtmassen zur Drehung anzutreiben. Ein weiterer Hydraulikkreislauf kann einem Lenksystem zugeordnet sein. Das in einem derartigen Lenk-Hydraulikkreislauf vorhandene Druckfluid kann über ein Hydraulik-Lenkaggregat abhängig von einer Lenkbewegung eines Lenk-Betätigungsorgans, beispielsweise eines Lenkrads, Hydraulikfluid zu einer bzw. zu zwei als Lenkorgane 26 wirksamen Lenk-Kolben/Zylinder-Einheiten 28 leiten. Durch derartige Lenk-Kolben/Zylinder-Einheiten 28 werden der Vorderwagen 14 und der Hinterwagen 12 bezüglich einander um die Lenkachse verschwenkt, wodurch der Bodenverdichter bei seiner Bewegung über den Untergrund 18 gelenkt wird.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bodenbearbeitungsmaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer Bodenbearbeitungsmaschine bereitzustellen, mit welchen ein hydraulisches Lenksystem mit vermindertem Energieaufwand betrieben werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Bodenbearbeitungsmaschine, insbesondere Bodenverdichter, umfassend ein hydraulisches Lenksystem mit wenigstens einem mit Druckfluid betätigten Lenkorgan und einer elektrohydraulischen Druckfluidquelle mit wenigstens einer durch wenigstens einen Elektromotor antreibbaren Lenk-Druckfluidpumpe zum Einspeisen von Druckfluid in einen Lenk-Druckfluidkreislauf.
  • Bei einer erfindungsgemäß aufgebauten Bodenbearbeitungsmaschine wird die Energie zum Betreiben des hydraulischen Lenksystems durch einen aus einer Batterie oder dergleichen gespeisten Elektromotor bereitgestellt. Ein derartiger Elektromotor als Antrieb für eine Lenk-Druckfluidpumpe hat im Vergleich zur Verwendung einer Diesel-Brennkraftmaschine den Vorteil, dass der Elektromotor angepasst an den momentan vorliegenden Bedarf an Energie bzw. Druckfluid betrieben werden kann und durch eine spontane Änderung der Drehzahl desselben die Möglichkeit bietet, die Menge des geförderten Druckfluids an einen sich ändernden Bedarf anzupassen. Derartige kurzfristige Änderungen sind bei Verwendung einer Diesel-Brennkraftmaschine durch Veränderung des Betriebszustandes derselben nicht realisierbar. Gleichwohl bietet das erfindungsgemäße hydraulische Lenksystem aufgrund der Einbeziehung des Lenk-Hydraulikkreislaufs beispielsweise im Vergleich zu rein elektromotorisch betriebenen Lenksystemen den Vorteil, dass eine Notlenkeigenschaft aufrechterhalten werden kann, und dass ein derartiges hydraulisches Lenksystem eine besonders hohe Überlastungs- bzw. Stoßfestigkeit hat und einer Bedienperson eine mechanische Rückkopplung des momentan vorliegenden Lenkzustandes bzw. einer Lenkbewegung gibt.
  • Die erfindungsgemäß aufgebaute Bodenbearbeitungsmaschine kann einen Hinterwagen und einen bezüglich des Hinterwagens um eine Lenkachse schwenkbaren Vorderwagen umfassen, wobei wenigstens ein zwischen dem Vorderwagen und dem Hinterwagen wirkendes Lenkorgan eine Lenk-Kolben/Zylinder-Einheit umfasst. Wie bereits eingangs erwähnt, ist es vorteilhaft, zwei beispielsweise als Lenk-Kolben/Zylinder-Einheiten ausgebildete Lenkorgane vorzusehen, wobei eines oder beides dieser Lenkorgane doppeltwirkend, also in beiden Betätigungsrichtungen wirkend, ausgebildet sein kann.
  • Um die durch eine Bedienperson bewirkte Betätigung eines Lenk-Betätigungsorgans, also beispielsweise eines Lenkrades, in eine entsprechende Verstellbewegung eines Lenkorgans umzusetzen, kann das hydraulische Lenksystem ein Hydraulik-Lenkaggregat umfassen, wobei das Hydraulik-Lenkaggregat aus dem Lenk-Druckfluidkreislauf mit Druckfluid gespeist wird und abhängig von einer Betätigung eines Lenk-Betätigungsorgans das wenigstens eine Lenkorgan mit Druckfluid beaufsch lagt.
  • Das hydraulische Lenksystem kann wenigstens einen Lenksensor umfassen, wobei der Lenksensor dazu ausgebildet ist, einen Lenkzustand repräsentierende Lenkinformation bereitzustellen. Beispielsweise kann ein derartiger Lenksensor die Drehung einer Lenkwelle erfassen, und die Lenkinformation kann einen Lenkwinkel oder/und eine Lenkwinkeländerungsrate repräsentieren. Es ist darauf hinzuweisen, dass im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Lenkwinkeländerungsrate eine zeitliche Änderung des Lenkwinkels, also beispielsweise die zeitliche Änderung einer Drehposition einer Lenkwelle oder die Änderung des zwischen einem Vorderwagen und einem Hinterwagen einer Bodenbearbeitungsmaschine eingenommenen Winkels, repräsentiert.
  • Um einen bedarfsgerechten Betrieb des hydraulischen Lenksystems zu unterstützen, wird vorgeschlagen, dass das hydraulische Lenksystem dazu ausgebildet ist, den Elektromotor der elektrohydraulischen Lenk-Druckfluidquelle mit von der Lenkinformation abhängiger Drehzahl zu betreiben.
  • Hierzu kann beispielsweise das hydraulische Lenksystem dazu ausgebildet sein, den Elektromotor der elektrohydraulischen Lenk-Druckfluidquelle bei zunehmendem Lenkwinkel mit zunehmender Drehzahl zu betreiben oder/und den Elektromotor bei zunehmender Lenkwinkeländerungsrate mit zunehmender Drehzahl zu betreiben.
  • Für einen bedarfsgerechten und damit energiesparenden Betrieb des Lenksystems wird weiter vorgeschlagen, dass das hydraulische Lenksystem dazu ausgebildet ist, den Elektromotor der elektrohydraulischen Lenk-Druckfluidquelle mit von einem Fahr-Betriebszustand der Bodenbearbeitungsmaschine abhängiger Drehzahl zu betreiben. Es ist darauf hinzuweisen, dass im Sinne der vorliegenden Erfindung ein derartiger Fahr-Betriebszustand charakterisiert ist durch nicht in direktem Zusammenhang mit einer Lenkbewegung stehende Zustände bzw. nicht selbst die Lenkbewegung repräsentierende Zustände.
  • Beispielsweise kann der Fahr-Betriebszustand der Bodenbearbeitungsmaschine folgende Zustände umfassen:
    • einen Parkzustand, wobei in dem Parkzustand ein Fahr-Betätigungsorgan in eine Parkstellung gestellt ist oder/und ein Bedienpersonsitz nicht besetzt ist,
    • einen Fahr-Vorbereitungszustand, wobei in dem Fahr-Vorbereitungszustand das Fahr-Betätigungsorgan in eine Fahr-Vorbereitungsstellung gestellt ist,
    • einen Fahrzustand, wobei in dem Fahrzustand das Fahr-Betätigungsorgan in eine Fahrstellung gestellt ist.
  • Das hydraulische Lenksystem kann unter Berücksichtigung dieser verschiedenen als Fahr-Betriebszustände betrachteten Zustände dazu ausgebildet sein,
    • im Parkzustand den Elektromotor der elektrohydraulischen Lenk-Druckfluidquelle außer Betrieb zu halten,
    • im Fahr-Vorbereitungszustand den Elektromotor der elektrohydraulischenLenk-Druckfluidquelle mit einer Grunddrehzahl zu betreiben,
      oder/und
    • im Fahrzustand den Elektromotor der elektrohydraulischen Lenk-Druckfluidquelle mit einer über der Grunddrehzahl liegenden Arbeitsdrehzahl zu betreiben.
  • Bei einem konstruktiv und ansteuerungstechnisch einfach ausgebildeten Aufbau kann das hydraulische Lenksystem dazu ausgebildet sein, den Elektromotor der elektrohydraulischen Lenk-Druckfluidquelle im Fahrzustand immer mit der Arbeitsdrehzahl zu betreiben. Dies bedeutet, dass immer dann, wenn eine derartige Bodenbearbeitungsmaschine im Fahrzustand ist, unabhängig davon, ob gelenkt wird, d.h. eine Änderung des Lenkzustandes vorliegt, dieser Elektromotor mit der Arbeitsdrehzahl, also einer über der Grunddrehzahl liegenden Drehzahl, betrieben wird.
  • Bei einer alternativen, insbesondere hinsichtlich eines effizienten Energieeinsatzes besonders vorteilhaften Variante kann das hydraulische Lenksystem dazu ausgebildet sein, den Elektromotor der elektrohydraulischen Lenk-Druckfluidquelle bei Eintritt in den Fahrzustand oder/und im Fahrzustand dann mit der Arbeitsdrehzahl zu betreiben, wenn die Lenkinformation das Vorliegen einer Änderung des Lenkzustandes indiziert. Dies bedeutet, dass das Anheben der Drehzahl dieses Elektromotors auf diejenigen Phasen während des Fahrzustandes beschränkt werden kann, in welchen zum Verändern des Lenkzustandes, also zum Ändern des Lenkwinkels, Energie aufgewandt werden muss. In Phasen, in welchen dies nicht erforderlich ist, in welchen also nicht gelenkt wird und somit eine Änderung des Lenkwinkels beispielsweise bei Geradeausfahrt oder bei Kurvenfahrt mit im Wesentlichen konstantem Kurvenradius nicht vorliegt, kann der Elektromotor mit geringerer Drehzahl, also beispielsweise der Grunddrehzahl, und somit mit geringerem Energieeinsatz betrieben werden.
  • Ein energiesparender und an den vorliegenden Bedarf weiter angepasster Betrieb kann dadurch unterstützt werden, dass die Grunddrehzahl abhängig ist von einer Temperatur des Hydraulikfluids im Lenk-Hydraulikkreislauf oder/und in einem aus dem Lenk-Hydraulikkreislauf gespeisten Arbeits-Hydrauliksystem, oder/und dass die Grunddrehzahl abhängig ist von einer Lastanforderung in einem aus dem Lenk-Hydraulikkreislauf gespeisten Arbeits-Hydrauliksystem.
  • Bei einer erfindungsgemäß aufgebauten Bodenbearbeitungsmaschine wird ein an den Energiebedarf bzw. den Bedarf an Druckfluid angepasster Betrieb des hydraulischen Lenksystems dadurch gewährleistet, dass der zum Antreiben der Lenk-Druckfluidpumpe vorgesehene Elektromotor mit einer an den vorhandenen Bedarf angepassten Drehzahl betrieben bzw. angesteuert wird. Bauliche Maßnahmen an der Lenk-Hydraulikpumpe, welche eine Anpassung von deren Fördermenge an den bestehenden Bedarf ermöglichen, sind daher nicht erforderlich, so dass die Lenk-Hydraulikpumpe eine Konstant-Fördermengen-Pumpe sein kann, bei welcher die Veränderung der Fördermenge des Hydraulikfluid ausschließlich durch eine Veränderung der Drehzahl der Pumpe bzw. des die Pumpe antreibenden Elektromotors bewirkt wird.
  • Bei der erfindungsgemäßen Bodenbearbeitungsmaschine kann zum Bewegen derselben über einen zu bearbeitenden Untergrund ferner ein hydraulisches Fahrantriebssystem vorgesehen sein, wobei das hydraulische Fahrantriebssystem eine elektrohydraulische Druckfluidquelle mit wenigstens einem Elektromotor und wenigstens einer Fahr-Hydraulikpumpe zum Einspeisen von Druckfluid in einen Fahr-Hydraulikkreislauf und wenigstens einen aus dem Fahr-Hydraulikkreislauf mit Druckfluid gespeisten Fahr-Hydraulikmotor umfasst. Auch das hydraulische Fahrantriebssystem ist somit ein elektrohydraulisches System, welches, so wie auch das elektrohydraulisch arbeitende Lenksystem, den Vorteil bietet, dass der Betrieb des Elektromotors des hydraulischen Fahrantriebssystems schnell bzw. spontan an Änderungen im Betriebszustand bzw. geforderte Änderungen im Betriebszustand anpassbar ist.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung umfassen das hydraulische Lenksystem und das hydraulische Fahrantriebssystem voneinander unabhängig betreibbare Elektromotoren. Dies bedeutet, dass jedem dieser hydraulischen Systeme ein eigenständiger Elektromotor oder mehrere eigenständig arbeitende Elektromotoren zugeordnet sind und der Elektromotor des hydraulischen Lenksystems nicht dazu vorgesehen ist, den bzw. die Fahr-Hydraulikmotoren mit Druckfluid zu versorgen, während der Elektromotor des hydraulischen Fahrantriebssystems nicht dazu vorgesehen ist, ein Hydraulik-Lenkaggregat bzw. ein oder mehrere Lenkorgane mit Druckfluid zu speisen. Dies ermöglicht es, jedes dieser elektrohydraulischen Systeme unabhängig vom jeweils anderen System in einer an den im jeweiligen System vorhandenen Bedarf optimal angepassten Art und Weise zu betreiben.
  • Unabhängig davon, dass den verschiedenen hydraulischen Systemen eigenständige und unabhängig voneinander betreibbare Elektromotoren zugeordnet sein können, kann das hydraulische Lenksystem dazu ausgebildet sein, über den Lenk-Hydraulikkreislauf Druckfluid in den Fahr-Hydraulikkreislauf einzuspeisen. Dies ermöglicht es, beispielsweise einen im Fahr-Hydraulikkreislauf auftretenden Druckfluidverlust oder eine im Fahr-Hydraulikkreislauf gezielt herbeigeführte Druckfluidausspeisung aus dem Lenk-Hydraulikkreislauf zu kompensieren.
  • Das hydraulische Lenksystem kann weiter dazu ausgebildet sein, über den Lenk-Hydraulikkreislauf Druckfluid in ein Fluidreservoir zurückzuspeisen. Dies bedeutet, dass das hydraulische Lenksystem bzw. dessen Lenk-Hydraulikkreislauf grundsätzlich ein offener Kreislauf sein kann, der zum Vermeiden einer übermäßigen Erwärmung des darin vorhandenen Druckfluids die Rückspeisung in das Fluidreservoir ermöglicht.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Bodenbearbeitungsmaschine, vorzugsweise einer erfindungsgemäß aufgebauten Bodenbearbeitungsmaschine, die Bodenbearbeitungsmaschine umfassend ein hydraulisches Lenksystem, wobei das hydraulische Lenksystem wenigstens ein mit Druckfluid betätigtes Lenkorgan und eine elektrohydraulische Druckfluidquelle mit wenigstens einer durch wenigstens einen Elektromotor antreibbaren Lenk-Druckfluidpumpe zum Einspeisen von Druckfluid in einen Lenk-Druckfluidkreislauf sowie wenigstens einen Lenksensor umfasst, wobei der Lenksensor einen Lenkzustand repräsentierende Lenkinformation bereitstellt, wobei der Elektromotor der elektrohydraulischen Lenk-Druckfluidquelle mit von der Lenkinformation abhängiger Drehzahl betrieben wird.
  • Bei diesem Verfahren kann der Elektromotor der elektrohydraulischen Lenk-Druckfluidquelle bei zunehmendem Lenkwinkel mit zunehmender Drehzahl betrieben werden, oder/und kann der Elektromotor der elektrohydraulischen Lenk-Druckfluidquelle bei zunehmender Lenkwinkeländerungsrate mit zunehmender Drehzahl betrieben werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht einer als Bodenverdichter ausgebildeten Bodenbearbeitungsmaschine;
    Fig. 2
    in prinzipartiger Darstellung ein hydraulisches Lenksystem und ein hydraulisches Fahrantriebssystem einer Bodenbearbeitungsmaschine;
    Fig. 3
    einen Zusammenhang zwischen einer Lenkwinkeländerungsrate und einer Drehzahl eines Elektromotors einer elektrohydraulischen Druckfluidquelle des hydraulischen Lenksystems der Fig. 2.
  • Bevor nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 2 der Aufbau und die Funktion eines hydraulischen Lenksystems und eines hydraulischen Fahrantriebssystems einer Bodenbearbeitungsmaschine detailliert erläutert werden, ist darauf hinzuweisen, dass die nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 2 beschriebenen Systeme beispielsweise bei einer als Bodenverdichter ausgebildeten Bodenbearbeitungsmaschine 10 eingesetzt werden können, wie diese in Fig. 1 dargestellt ist. Grundsätzlich ist jedoch darauf hinzuweisen, dass die nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 2 beschriebenen Systeme auch bei anders gestalteten Bodenbearbeitungsmaschinen, beispielsweise bei Bodenbearbeitungsmaschinen, die an einem Vorderwagen und an einem Hinterwagen Bodenbearbeitungswalzen aufweisen, eingesetzt werden können.
  • Die Fig. 2 zeigt ein allgemein mit 30 bezeichnetes hydraulisches Lenksystem. Das hydraulische Lenksystem 30 umfasst ein oder mehrere als doppeltwirkende Lenk-Kolben/Zylinder-Einheiten 28 ausgebildete Lenkorgane 26, welche über ein Hydraulik-Lenkaggregat 32 an einen Lenk-Druckfluidkreislauf 34 angekoppelt sind. Das hydraulische Lenksystem 30 umfasst eine elektrohydraulische Druckfluidquelle 36 mit einem Elektromotor 38 und einer vom Elektromotor 38 angetriebenen Lenk-Druckfluidpumpe 40. Der Elektromotor 38 des hydraulischen Lenksystems 30 steht unter der Ansteuerung einer Ansteuereinheit 42 und wird zum Antreiben der Lenk-Druckfluidpumpe 40 aus einer Spannungsquelle, beispielsweise einer Batterie 44, gespeist. Das Anlegen einer elektrischen Spannung an den Elektromotor 38 aus der Batterie 44 kann gemäß entsprechenden Ansteuervorgaben aus der Ansteuereinheit 42 erfolgen.
  • Die Fig. 2 zeigt weiter ein allgemein mit 46 bezeichnetes hydraulisches Fahrantriebssystem. Das hydraulische Fahrantriebssystem 46 umfasst eine hydraulische Druckfluidquelle 48 mit einem Elektromotor 50 und einer vom Elektromotor 50 angetriebenen Fahr-Hydraulikpumpe 52. Die Fahr-Hydraulikpumpe 52 fördert ein Fluid, zum Beispiel Hydrauliköl, in einem Fahr-Hydraulikkreislauf 54 und versorgt somit zwei in den Fahr-Hydraulikkreislauf 54 integrierte Fahr-Hydraulikmotoren 56, 58 mit Druckfluid. Beispielsweise können die beiden Fahr-Hydraulikmotoren 56, 58 zwei an einem Bodenverdichter vorgesehenen Bodenbearbeitungswalzen zugeordnet sein, um jede dieser Bodenbearbeitungswalzen zum Bewegen des Bodenverdichters antreiben zu können. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Aufbau einer Bodenbearbeitungsmaschine könnte einer der beiden Fahr-Hydraulikmotoren 56, 58 einem der beiden Antriebsräder 16 zugeordnet sein, und der andere der beiden Fahr-Hydraulikmotoren 56, 58 könnte dem anderen Antriebsrad 16 zugeordnet sein. Bei einer Bodenbearbeitungsmaschine mit einer in beispielsweise zwei in Richtung der Walzendrehachse nebeneinander liegende Segmente unterteilten Bodenbearbeitungswalze könnte jedem der Segmente einer derartigen geteilten Bodenbearbeitungswalze einer der Fahr-Hydraulikmotoren 56, 58 zugeordnet sein.
  • Der Fahr-Hydraulikkreislauf 46 umfasst ferner eine Ausspeiseventilanordnung 60, über welche Fluid aus dem Fahr-Hydraulikkreislauf 46 zu einem Fluidreservoir 62 ausgespeist werden kann. Aus diesem Fluidreservoir 62 fördert die Lenk-Hydraulikpumpe 40 Fluid in den Lenk-Hydraulikkreislauf 34, welcher, wie in Fig. 2 dargestellt, mit dem Fahr-Hydraulikkreislauf 54 derart verknüpft ist, dass von der Lenk-Hydraulikpumpe 40 in den Lenk-Hydraulikkreislauf 34 als Druckfluid eingespeistes Fluid, zum Beispiel Hydrauliköl, in den Fahr-Hydraulikkreislauf 46 eingeleitet werden kann. Damit wird es beispielsweise möglich, dann, wenn über die Ausspeiseventilanordnung 60 aus dem Fahr-Hydraulikkreislauf 46 Fluid in das Fluidreservoir 62 ausgespeist wird, durch Nachspeisen von Fluid aus dem Lenk-Hydraulikkreislauf 34 die Menge des im Fahr-Hydraulikkreislauf 54 vorhanden Fluids im Wesentlichen konstant zu halten. Auch im Fahr-Hydraulikkreislauf 54 auftretende Fluidleckagen können auf diese Art und Weise kompensiert werden.
  • Der Lenk-Hydraulikkreislauf 34 umfasst ferner ein Rückspeiseventil 64, über welches aus dem Lenk-Hydraulikkreislauf 34 Fluid bzw. Druckfluid in das Fluidreservoir 62 zurückgespeist werden kann. Das Rückspeiseventil 64 kann beispielsweise druckgesteuert sein, so dass dann, wenn der Fluiddruck im Lenk-Hydraulikkreislauf 34 bzw. auch im Fahr-Hydraulikkreislauf 54 einen vorbestimmten Schwellendruck übersteigt, Fluid zum Fluidreservoir 62 abgegeben werden kann. Das Rückspeiseventil 64 arbeitet somit als Druckbegrenzungsventil.
  • Die Fig. 2 zeigt ferner, dass an den Lenk-Hydraulikkreislauf 34 ein oder mehrere Arbeits-Hydrauliksysteme 67 angekoppelt sind, um diese aus dem Lenk-Hydraulikkreislauf 34 bzw. über die Lenk-Hydraulikpumpe 40 mit Druckfluid zu speisen. Derartige Arbeits-Hydrauliksysteme 67 können Systeme sein, die beispielsweise auch dann zu betreiben sind, wenn der Fahr-Hydraulikkreislauf 54 inaktiv ist. Beispielsweise kann eine Feststellbremse der Bodenbearbeitungsmaschine 10 ein derartiges Arbeits-Hydrauliksystem 67 sein, ebenso wie ein bei zum Verdichten von Asphaltmaterial eingesetzten Bodenverdichtern vorhandenes Kantenandrückgerät, welches auch bei stehendem Bodenverdichter angehoben bzw. abgesenkt werden kann.
  • Um eine Bodenbearbeitungsmaschine, beispielsweise die in Fig. 1 dargestellte Bodenbearbeitungsmaschine 10, zu lenken, ist ein im Allgemeinen als Lenkrad ausgebildetes Lenk-Betätigungsorgan 66 vorgesehen. Eine im Bedienstand 22 Platz nehmende Bedienperson kann durch Betätigen des Lenk-Betätigungsorgans 66, also durch Drehen eines Lenkrads, die über den zu bearbeitenden Untergrund 18 sich bewegende Bodenbearbeitungsmaschine 10 lenken. Dabei wird die Lenkbewegung des Lenk-Betätigungsorgans 66 im Hydraulik-Lenkaggregat 32 umgesetzt in eine entsprechende Zufuhr von Druckfluid in eine in der Kammern jeder Lenk-Kolben/Zylinder-Einheit 28 und eine entsprechende Abgabe von Druckfluid aus der anderen der beiden Kammern jeder Lenk-Kolben/Zylinder-Einheit 28.
  • Die Betätigung des Lenk-Betätigungsorgans 66 wird durch einen Lenksensor 68 erfasst. Dieser kann beispielsweise die Drehbewegung einer mit dem Lenk-Betätigungsorgan 66 zur gemeinsamen Drehung gekoppelten Lenkwelle erfassen und ein den Lenkzustand repräsentierende Information beinhaltendes Signal zu der Ansteuereinheit 42 ausgeben. Diese Information kann beispielsweise eine Information über die momentane Drehposition des Lenk-Betätigungsorgans 66 bzw. der damit gekoppelten Lenkwelle sein, welche einen Lenkwinkel repräsentiert. Dabei kann ein Lenkwinkel von Null beispielsweise einen einer Geradeausfahrt entsprechenden Lenkzustand wiedergeben. Ein im Betrag zunehmender Lenkwinkel kann ein zunehmendes Einknicken des Vorderwagens 14 bezüglich des Hinterwagens 12 repräsentieren, wobei beispielsweise das Vorzeichen die Lenkrichtung, also die Einknickrichtung, repräsentieren kann.
  • Aus der zeitlichen Änderung eines die Lenkposition repräsentierenden Signals kann eine Lenkwinkeländerungsrate bestimmt werden. Alternativ kann unmittelbar aus der Bewegung beispielsweise des Lenk-Betätigungsorgans 66 oder der damit gekoppelten Lenkwelle ein Signal generiert werden, welches die Drehgeschwindigkeit und damit die Lenkwinkeländerungsrate repräsentiert.
  • Es ist weiter darauf hinzuweisen, dass eine den Lenkzustand repräsentierende Information auch beispielsweise aus dem jeweiligen Stellzustand bzw. Bewegungszustand einer Lenk-Kolben/Zylinder-Einheit 28 abgeleitet werden kann oder unmittelbar durch eine zwischen dem Vorderwagen 14 und dem Hinterwagen 12 wirkende bzw. messende Sensorik bereitgestellt werden kann.
  • Im Bedienstand 22 sind weitere Organe vorgesehen, über welche eine Bedienperson eine derartige Bodenbearbeitungsmaschine 10 bedienen kann. Vermittels eines beispielsweise als Fahr-Betätigungshebel 70 ausgebildeten Fahr-Betätigungsorgans 72 kann die Bedienperson die Bodenbearbeitungsmaschine 10 in Bewegung setzen. Dies bedeutet, dass beispielsweise durch Verschwenken des Fahr-Betätigungshebels 70 der Elektromotor 50 der elektrohydraulischen Druckfluidquelle 48 des hydraulischen Fahrantriebssystems 46 mit einer Drehzahl betrieben wird, welche dem von der Bedienperson vorgegebenen Fahr-Betriebszustand entspricht. Beispielsweise kann die Bedienperson den Fahr-Betätigungshebel 70 in eine Parkstellung bringen. Bei in der Parkstellung positioniertem Fahr-Betätigungshebel 70 ist die Bodenbearbeitungsmaschine 10 grundsätzlich im Stillstand und es kann beispielsweise eine Feststellbremse aktiviert werden, um ein Wegrollen zu verhindern. Durch Verschwenken aus der Parkstellung in eine Fahr-Vorbereitungsstellung wird ein Fahr-Vorbereitungszustand eingenommen. Im Fahr-Vorbereitungszustand bleiben die Fahr-Hydraulikmotoren 56, 58 nachwievor inaktiv, d. h., dass beispielsweise der Elektromotor 50 so wie im Parkzustand außer Betrieb gehalten wird, jedoch die Feststellbremse gelöst wird. Bei Verschwenken aus der dem Fahr-Vorbereitungszustand entsprechenden Fahr-Vorbereitungsstellung in eine einem Fahrzustand entsprechenden Fahrstellung wird beispielsweise eine der jeweiligen Schwenkstellung entsprechende Fahrgeschwindigkeits-Sollwert-Vorgabe und Richtungs-Vorgabe über die Steuereinheit 42 in eine der Vorgabe entsprechende Drehzahl bzw. Drehrichtung des Elektromotors 50 umgewandelt, so dass dieser die Fahr-Hydraulikpumpe 52 in einer einer jeweiligen Fahrrichtung entsprechenden Drehrichtung antreibt und die beiden Fahr-Hydraulikmotoren 56, 58 mit Druckfluid gespeist werden, wodurch die Bodenbearbeitungsmaschine 10 über den Untergrund 18 bewegt wird.
  • Dem Bedienpersonsitz 24 kann ein Sitzbelegungssensor 74 zugeordnet sein, welcher Information darüber bereitstellt, ob auf dem Bedienpersonsitz 24 eine Bedienperson sitzt oder nicht. Diese Information kann, ebenso wie die Information über eine jeweilige Betätigungsstellung bzw. einen Betätigungszustand des Fahr-Betätigungsorgans 72, in die Ansteuereinheit 42 eingeleitet werden, um in der nachfolgend beschriebenen Art und Weise den Elektromotor 38 der elektrohydraulischen Druckfluidquelle 36 zu betreiben.
  • Unter Berücksichtigung der die Sitzbelegung bzw. den Betätigungszustand des Fahr-Betätigungsorgans 72 repräsentierenden Information kann die Ansteuereinheit 42 den Elektromotor 38 beispielsweise derart ansteuern, dass bei in die Parkstellung gestelltem Fahr-Betätigungsorgan 72 der Elektromotor 38 deaktiviert wird bzw. in einem deaktivierten Zustand gehalten wird, was bedeutet, dass dessen Steuereinheit deaktiviert wird. Alternativ oder zusätzlich kann dies dann erfolgen, wenn die vom Sitzbelegungssensor 74 gelieferte Information indiziert, dass auf dem Bedienpersonsitz 24 keine Bedienperson sitzt, was zur Folge hat, dass eine optional mit versorgte Feststellbremse dadurch aktiviert wird, dass für diese kein Offenhaltedruck mehr bereitgestellt wird. Weiterhin ist dadurch auch konstruktiv sichergestellt, dass bei einem Ausfall der Steuereinheit für den Elektromotor 38 oder/und des Elektromotors 38 die Bodenbearbeitungsmaschine sicher zum Stillstand kommt.
  • Ist das Fahr-Betätigungsorgan 72 in der dem Fahr-Vorbereitungszustand entsprechenden Fahr-Vorbereitungsstellung, was im Allgemeinen dann der Fall ist, wenn auf dem Bedienpersonsitz 24 eine auf das Fahr-Betätigungsorgan 72 einwirkende Bedienperson sitzt, kann durch die Ansteuereinheit 42 der Elektromotor 38 der elektrohydraulischen Druckfluidquelle 36 derart betrieben werden, dass dieser mit einer Grunddrehzahl dreht. Dies hat zur Folge, dass im Lenk-Hydraulikkreislauf 34 ein Druck aufgebaut wird, der beispielsweise auch dazu genutzt werden kann, eines oder mehrere der Arbeits-Hydrauliksysteme 67 zu betreiben, beispielsweise eine Feststellbreme zu lösen. Dabei kann beispielsweise die Grunddrehzahl fest vorgegeben sein. Sie kann jedoch auch abhängig von Einflussgrößen, wie z. B. der Temperatur des Druckfluids im Lenk-Hydraulikkreislauf 34 bzw. im Bereich von einem oder mehreren der Arbeits-Hydrauliksysteme 67, angepasst werden, so dass beispielsweise mit zunehmender Temperatur des Druckfluids die Grunddrehzahl angehoben wird, um einen schnelleren Austausch des Druckfluids zu gewährleisten.
  • Auch abhängig von der Lastanforderung in dem bzw. in den Arbeits-Hydrauliksystemen 67 kann die Grunddrehzahl eingestellt bzw. angehoben werden. Wird beispielsweise erkannt, dass mehrere derartige Arbeits-Hydrauliksysteme 67 gleichzeitig aktiviert werden sollen, was einer hohen Lastanforderung entspricht und sich beispielsweise dadurch zeigt, dass bei vorhandener Grunddrehzahl eines oder mehrerer derartiger Arbeits-Hydrauliksysteme 67 mit zu geringer Geschwindigkeit betrieben werden, kann entsprechend die Grunddrehzahl angehoben werden.
  • Wird das Fahr-Betätigungsorgan 72 in die dem Fahrzustand entsprechende Fahrstellung gebracht, kann unter der Ansteuerwirkung der Ansteuereinheit 42 die an den Elektromotor 38 der elektrohydraulischen Druckfluidquelle 36 angelegte Spannung so vorgegeben werden, dass der Elektromotor 38 mit einer über der Grunddrehzahl liegenden Arbeitsdrehzahl betrieben wird, wobei die Arbeitsdrehzahl beispielsweise fest vorgegeben sein kann oder, ähnlich wie die Grunddrehzahl, abhängig von der Temperatur des Druckfluids im Lenk-Hydraulikkreislauf 34 oder/und der Lastanforderung in einem oder mehreren der Arbeits-Hydrauliksysteme 67 angepasst werden kann.
  • Unter Berücksichtigung der Lenkinformation, also beispielsweise einer Information über den entsprechend einer Betätigung des Lenk-Betätigungsorgans 66 vorzusehenden Lenkwinkel oder einer Lenkwinkeländerungsrate passt die Ansteuereinheit 42 die Arbeitsdrehzahl des Elektromotors 38 der elektrohydraulischen Druckfluidquelle 36 an. Dies wird nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 3 anhand der Lenkwinkeländerungsrate L beispielhaft beschrieben.
  • Die Fig. 3 zeigt einen Zusammenhang zwischen der Lenkwinkeländerungsrate L und der Drehzahl n des Elektromotors 38. Die Drehzahl n des Elektromotors 38 kann beispielsweise bis zum Erreichen einer unteren Schwelle L0 mit einer im Wesentlichen konstanten Drehzahl n0 betrieben werden, welche beispielsweise der vorangehend beschriebenen Arbeitsdrehzahl entsprechen kann. Bei Überschreiten einer oberen Schwelle L1 der Lenkwinkeländerungsrate L wird der Elektromotor 38 mit einer höheren Drehzahl n1 betrieben. Zwischen der unteren Schwelle L0 und der oberen Schwelle L1 wird der Elektromotor 38 mit einer Drehzahl n betrieben, die in einem beispielsweise linearen Zusammenhang mit der Lenkwinkeländerungsrate L steht. Dies bedeutet, dass zwischen den Schwellen L0 und L1 der Elektromotor 38 so angesteuert wird, dass dessen Drehzahl n sich proportional zur Lenkwinkeländerungsrate L verändert.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass auch andere Zusammenhänge zwischen der Drehzahl n des Elektromotors 38 und der Lenkwinkeländerungsrate L vorgesehen sein können. Beispielsweise kann eine progressive oder degressive Zunahme der Drehzahl n mit der Lenkwinkeländerungsrate L vorgesehen sein, ebenso wie eine stufenartige Zunahme.
  • Durch die Anpassung der Drehzahl des Elektromotors 38 an die Lenkwinkeländerungsrate L besteht die Möglichkeit, auf eine durch eine hohe Lenkwinkeländerungsrate L repräsentierte hohe Lastanforderung im hydraulischen Lenksystem 30 zu reagieren und zu gewährleisten, dass ausreichend Druckfluid im Lenk-Hydrauliksystem 34 bereitgestellt ist, um eine entsprechend schnelle Lenkreaktion zu bewirken. Dies ist bei dem in Fig. 2 dargestellten Lenksystem 30 deshalb möglich, da der Elektromotor 38 sehr schnell auf eine Änderung der an diesen angelegten Spannung mit einer entsprechenden Drehzahländerung reagiert, so dass auf eine Einwirkung auf das Lenk-Betätigungsorgan 66 im Wesentlichen ohne Zeitverzögerung reagiert werden kann. Dazu ist es nicht erforderlich, an der Lenk-Hydraulikpumpe 40 irgendwelche Verstellmaßnahmen vorzunehmen, um deren Fördervolumen anzupassen. Die Änderung des Fördervolumens der Lenk-Hydraulikpumpe 40 erfolgt ausschließlich durch Änderung der Drehzahl derselben bzw. der Drehzahl des diese antreibenden Elektromotors 38. Die Lenk-Hydraulikpumpe 40 kann daher eine Konstant-Fördermengen-Pumpe sein, was einen einfachen Aufbau des hydraulischen Lenksystems 30 sowie eine einfache Ansteuerbarkeit desselben gewährleistet.
  • Alternativ oder zusätzlich zur Berücksichtigung der Lenkwinkeländerungsrate L bei der Ansteuerung des Elektromotors 38 kann auch der Lenkwinkel selbst dazu genutzt werden, um die Drehzahl des Elektromotors 38 anzupassen. Beispielsweise kann mit zunehmendem Lenkwinkel auch die Drehzahl des Elektromotors 38 angehoben werden, beispielsweise in einem der Fig. 3 entsprechenden, im Wesentlichen linearen Zusammenhang, einem progressiv oder degressiv zunehmenden Zusammenhang oder einem stufenartigen Zusammenhang.
  • Bei Eintritt in den Fahrzustand bzw. im Fahrzustand kann grundsätzlich derart vorgegangen werden, dass die Drehzahl des Elektromotors 38 auf die gegebenenfalls in der vorangehend beschriebenen Art und Weise bestimmte bzw. anzupassende Arbeitsdrehzahl eingestellt bzw. angehoben wird. Bei einer alternativen Vorgehensweise kann vorgesehen sein, dass bei Eintritt in den Fahrzustand bzw. im Fahrzustand der Elektromotor 38 nur dann mit der Arbeitsdrehzahl betrieben wird, wenn eine Änderung des Lenkzustandes auftritt, also beispielsweise aus der Geradeausfahrt in die Kurvenfahrt übergegangen werden soll, aus der Kurvenfahrt in die Geradeausfahrt übergegangen werden soll oder bei Kurvenfahrt der Kurvenradius geändert werden soll. Ändert sich der Lenkzustand nicht, bleibt also beispielsweise eine Bodenbearbeitungsmaschine beim Eintritt in den Fahrzustand bzw. im Fahrzustand in einem vorangehend vorhandenen Lenkzustand, was bedeutet, dass entweder die Bodenbearbeitungsmaschine in Geradeausfahrt oder in Kurvenfahrt mit im Wesentlichen konstantem Kurvenradius betrieben wird, wird die Drehzahl des Elektromotors 38 nicht auf die Arbeitsdrehzahl angehoben, da eine erhöhte Kraft zum Verändern des Lenkzustands nicht aufgebracht werden muss. Wird im Fahrzustand, ausgehend von einem Zustand, in welchem der Lenkzustand sich ändert, in einen Zustand mit sich nicht änderndem Lenkzustand übergegangen, kann die Drehzahl des zunächst mit der Arbeitsdrehzahl betriebenen Elektromotors 38 beispielsweise wieder auf die Grunddrehzahl gesenkt werden. Dies führt zu einem effizienten, energiesparenden Betrieb des hydraulischen Lenksystems 30.
  • Bei einer erfindungsgemäß aufgebauten Bodenbearbeitungsmaschine wird durch den Einsatz einer elektrohydraulischen Druckfluidquelle die Möglichkeit geschaffen, sehr schnell eine Anpassung des Betriebs derselben an den vorhandenen bzw. geforderten Lenkbetrieb zu erreichen. Dies senkt den Energieverbrauch, da eine hohe Arbeitsleistung des Elektromotors der elektrohydraulischen Druckfluidquelle des hydraulischen Lenksystems nur dann vorliegt bzw. genutzt wird, wenn dies erforderlich ist. Gleichwohl kann ein derartiges System mit der Grunddrehzahl betrieben werden, um eine Grundfunktionalität beispielsweise des hydraulischen Lenksystems oder über dieses zu speisender Arbeits-Hydrauliksysteme aufrecht zu erhalten. In der erfindungsgemäß aufgebauten Bodenbearbeitungsmaschine werden somit die Vorteile eines hydraulischen Lenksystems kombiniert mit den aus dem Einsatz eines Elektromotors zum Betreiben einer Lenk-Hydraulikpumpe hinsichtlich eines effizienten Energieeinsatzes bzw. einer Energieeinsparung bzw. auch einer gesenkten Geräuschemission in Phasen, in welchen ein Betrieb mit vergleichsweise geringer Drehzahl ausreichend ist, kombiniert.
  • Es ist abschließend darauf hinzuweisen, dass eine derartige Bodenbearbeitungsmaschine selbstverständlich in verschiedensten Aspekten variiert werden kann. So kann bei dem hydraulischen Lenksystem die elektrohydraulische Druckfluidquelle mehrere Lenk-Druckfluidpumpen umfassen, wobei diese durch einen gemeinsamen oder ggf. jeweils einen separaten Elektromotor der elektrohydraulischen Druckfluidquelle betrieben werden können. Auch im Bereich des hydraulischen Fahrantriebssystems können mehrere Fahr-Hydraulikpumpen vorgesehen sein, die durch einen gemeinsamen oder ggf. jeweils separate Elektromotoren angetrieben werden können. Wie bereits erläutert, kann selbstverständlich eine zum Beispiel als Bodenverdichter ausgebildete Bodenbearbeitungsmaschine selbst hinsichtlich des Einsatzes von Bodenbearbeitungswalzen bzw. Antriebsrädern anders gestaltet sein, als vorangehend beschrieben bzw. in Fig. 1 dargestellt.

Claims (15)

  1. Bodenbearbeitungsmaschine, insbesondere Bodenverdichter, umfassend ein hydraulisches Lenksystem (30) mit wenigstens einem mit Druckfluid betätigten Lenkorgan (26) und einer elektrohydraulischen Druckfluidquelle (36) mit wenigstens einer durch wenigstens einen Elektromotor (38) antreibbaren Lenk-Druckfluidpumpe (40) zum Einspeisen von Druckfluid in einen Lenk-Druckfluidkreislauf (34).
  2. Bodenbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet durch einen Hinterwagen (12) und einen bezüglich des Hinterwagens (12) um eine Lenkachse schwenkbaren Vorderwagen (14), wobei wenigstens ein zwischen dem Vorderwagen (12) und dem Hinterwagen (12) wirkendes Lenkorgan (26) eine Lenk-Kolben/Zylinder-Einheit (28) umfasst.
  3. Bodenbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Lenksystem (30) ein Hydraulik-Lenkaggregat (32) umfasst, wobei das Hydraulik-Lenkaggregat (32) aus dem Lenk-Druckfluidkreislauf (34) mit Druckfluid gespeist wird und abhängig von einer Betätigung eines Lenk-Betätigungsorgans (66) das wenigstens eine Lenkorgan (26) mit Druckfluid beaufschlagt.
  4. Bodenbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1-3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Lenksystem (30) wenigstens einen Lenksensor (68) umfasst, wobei der Lenksensor (68) dazu ausgebildet ist, einen Lenkzustand repräsentierende Lenkinformation bereitzustellen,
    vorzugsweise wobei die Lenkinformation einen Lenkwinkel oder/und eine Lenkwinkeländerungsrate (L) repräsentiert.
  5. Bodenbearbeitungsmaschine nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Lenksystem (30) dazu ausgebildet ist, den Elektromotor (38) der elektrohydraulischen Lenk-Druckfluidquelle (36) mit von der Lenkinformation abhängiger Drehzahl (n) zu betreiben.
  6. Bodenbearbeitungsmaschine nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Lenksystem (30) dazu ausgebildet ist, den Elektromotor (38) der elektrohydraulischen Lenk-Druckfluidquelle (36) bei zunehmendem Lenkwinkel mit zunehmender Drehzahl (n) zu betreiben, oder/und dass das hydraulische Lenksystem (30) dazu ausgebildet ist, den Elektromotor (38) der elektrohydraulischen Lenk-Druckfluidquelle (36) bei zunehmender Lenkwinkeländerungsrate (L) mit zunehmender Drehzahl (n) zu betreiben.
  7. Bodenbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1-6,
    dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Lenksystem (30) dazu ausgebildet ist, den Elektromotor (38) der elektrohydraulischen Lenk-Druckfluidquelle (36) mit von einem Fahr-Betriebszustand der Bodenbearbeitungsmaschine (10) abhängiger Drehzahl (n) zu betreiben.
  8. Bodenbearbeitungsmaschine nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Fahr-Betriebszustand der Bodenbearbeitungsmaschine (10) folgende Zustände umfasst:
    - einen Parkzustand, wobei in dem Parkzustand ein Fahr-Betätigungsorgan (72) in eine Parkstellung gestellt ist oder/und ein Bedienpersonsitz (24) nicht besetzt ist,
    - einen Fahr-Vorbereitungszustand, wobei in dem Fahr-Vorbereitungszustand das Fahr-Betätigungsorgan (72) in eine Fahr-Vorbereitungsstellung gestellt ist,
    - einen Fahrzustand, wobei in dem Fahrzustand das Fahr-Betätigungsorgan (72) in eine Fahrstellung gestellt ist,
    wobei das hydraulische Lenksystem (30) dazu ausgebildet ist,
    - im Parkzustand den Elektromotor (38) der elektrohydraulischen Lenk-Druckfluidquelle außer Betrieb zu halten,
    oder/und
    - im Fahr-Vorbereitungszustand den Elektromotor (38) der elektrohydraulischen Lenk-Druckfluidquelle (36) mit einer Grunddrehzahl zu betreiben,
    oder/und
    - im Fahrzustand den Elektromotor (38) der elektrohydraulischen Lenk-Druckfluidquelle (36) mit einer über der Grunddrehzahl liegenden Arbeitsdrehzahl zu betreiben.
  9. Bodenbearbeitungsmaschine nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Grunddrehzahl abhängig ist von einer Temperatur des Hydraulikfluids im Lenk-Hydraulikkreislauf (34) oder/und in einem aus dem Lenk-Hydraulikkreislauf gespeisten Arbeits-Hydrauliksystem (67), oder/und dass die Grunddrehzahl abhängig ist von einer Lastanforderung in einem aus dem Lenk-Hydraulikkreislauf gespeisten Arbeits-Hydrauliksystem (67).
  10. Bodenbearbeitungsmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Lenksystem (30) dazu ausgebildet ist, den Elektromotor (38) der elektrohydraulischen Lenk-Druckfluidquelle (36) im Fahrzustand immer mit der Arbeitsdrehzahl zu betreiben.
  11. Bodenbearbeitungsmaschine nach Anspruch 4 und Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Lenksystem (30) dazu ausgebildet ist, den Elektromotor (38) der elektrohydraulischen Lenk-Druckfluidquelle (36) bei Eintritt in den Fahrzustand oder/und im Fahrzustand dann mit der Arbeitsdrehzahl zu betreiben, wenn die Lenkinformation das Vorliegen einer Änderung des Lenkzustandes indiziert.
  12. Bodenbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1-11,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Lenk-Hydraulikpumpe (46) eine Konstant-Fördermengen-Pumpe ist.
  13. Bodenbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1-12,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein hydraulisches Fahrantriebssystem (46) vorgesehen ist, wobei das hydraulische Fahrantriebssystem (46) eine elektrohydraulische Druckfluidquelle (48) mit wenigstens einem Elektromotor (50) und wenigstens einer Fahr-Hydraulikpumpe (52) zum Einspeisen von Druckfluid in einen Fahr-Hydraulikkreislauf (54) und wenigstens einen aus dem Fahr-Hydraulikkreislauf (54) mit Druckfluid gespeisten Fahr-Hydraulikmotor (56, 58) umfasst,
    vorzugsweise wobei das hydraulische Lenksystem (30) und das hydraulische Fahrantriebssystem (46) voneinander unabhängig betreibbare Elektromotoren (38, 50) umfassen oder/und das hydraulische Lenksystem (30) dazu ausgebildet ist, über den Lenk-Hydraulikkreislauf (34) Druckfluid in den Fahr-Hydraulikkreislauf (54) einzuspeisen.
  14. Bodenbearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 1-13,
    dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Lenksystem (30) dazu ausgebildet ist, über den Lenk-Hydraulikkreislauf (34) Druckfluid in ein Fluidreservoir (62) zurückzuspeisen.
  15. Verfahren zum Betreiben einer Bodenbearbeitungsmaschine (10), vorzugsweise nach einem der vorangehenden Ansprüche, die Bodenbearbeitungsmaschine (10) umfassend ein hydraulisches Lenksystem (30), wobei das hydraulische Lenksystem (30) wenigstens ein mit Druckfluid betätigtes Lenkorgan (26) und eine elektrohydraulische Druckfluidquelle (36) mit wenigstens einer durch wenigstens einen Elektromotor (38) antreibbaren Lenk-Druckfluidpumpe (40) zum Einspeisen von Druckfluid in einen Lenk-Druckfluidkreislauf (34) sowie wenigstens einen Lenksensor (68) umfasst, wobei der Lenksensor (68) einen Lenkzustand repräsentierende Lenkinformation bereitstellt, wobei der Elektromotor (38) der elektrohydraulischen Lenk-Druckfluidquelle (36) mit von der Lenkinformation abhängiger Drehzahl (n) betrieben wird,
    vorzugsweise wobei der Elektromotor (38) der elektrohydraulischen Lenk-Druckfluidquelle (36) bei zunehmendem Lenkwinkel mit zunehmender Drehzahl (n) betrieben wird oder/und der Elektromotor (38) der elektrohydraulischen Lenk-Druckfluidquelle (36) bei zunehmender Lenkwinkeländerungsrate (L) mit zunehmender Drehzahl (n) betrieben wird.
EP22192049.9A 2021-09-29 2022-08-25 Bodenbearbeitungsmaschine und verfahren zum betreiben einer bodenbearbeitungsmaschine Pending EP4159589A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021125185.0A DE102021125185A1 (de) 2021-09-29 2021-09-29 Bodenbearbeitungsmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Bodenbearbeitungsmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4159589A1 true EP4159589A1 (de) 2023-04-05

Family

ID=83080791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22192049.9A Pending EP4159589A1 (de) 2021-09-29 2022-08-25 Bodenbearbeitungsmaschine und verfahren zum betreiben einer bodenbearbeitungsmaschine

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230099177A1 (de)
EP (1) EP4159589A1 (de)
JP (1) JP2023050172A (de)
CN (2) CN218949289U (de)
DE (1) DE102021125185A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2950391A1 (de) * 1979-12-14 1981-07-09 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Kraftfahrzeug mit hydrostatischem getriebe
DE102007016112A1 (de) * 2006-05-05 2007-11-15 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn System und Verfahren zur Steuerung einer Hydraulikpumpe eines Fahrzeuges
WO2020200509A1 (de) * 2019-04-03 2020-10-08 Bomag Gmbh Bodenverdichtungsmaschine mit elektrischem motor und verfahren zum betrieb

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19746090B4 (de) 1997-09-24 2008-08-28 Linde Material Handling Gmbh Hydrostatisches Antriebssystem für ein Fahrzeug
JP2002188113A (ja) 2000-12-20 2002-07-05 Hitachi Constr Mach Co Ltd ロードローラ
EP1724233B1 (de) 2005-05-17 2009-01-14 Nissan Motor Co., Ltd. Regelung der hydraulischen Druckversorgung für ein Flurförderzeug
WO2015094024A1 (en) 2013-12-19 2015-06-25 Volvo Construction Equipment Ab A hydraulic load sensing system
JP2016150644A (ja) 2015-02-17 2016-08-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 パワーステアリング装置
US9545948B2 (en) 2015-04-29 2017-01-17 Steering Solutions Ip Holding Corporation Hydraulically assisted power steering system
DE102018127544A1 (de) 2018-11-05 2020-05-07 Wacker Neuson Linz Gmbh Arbeitsfahrzeug mit geschwindigkeitsabhängiger Lenkung
GB2591725B (en) 2019-11-26 2024-04-24 Bamford Excavators Ltd Hydraulic system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2950391A1 (de) * 1979-12-14 1981-07-09 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Kraftfahrzeug mit hydrostatischem getriebe
DE102007016112A1 (de) * 2006-05-05 2007-11-15 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn System und Verfahren zur Steuerung einer Hydraulikpumpe eines Fahrzeuges
WO2020200509A1 (de) * 2019-04-03 2020-10-08 Bomag Gmbh Bodenverdichtungsmaschine mit elektrischem motor und verfahren zum betrieb

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021125185A1 (de) 2023-03-30
CN115871784A (zh) 2023-03-31
US20230099177A1 (en) 2023-03-30
CN218949289U (zh) 2023-05-02
JP2023050172A (ja) 2023-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1582389B1 (de) Antriebssystem eines Arbeitsfahrzeugs
EP3861170B1 (de) Verfahren zur steuerung einer bodenverdichtungsmaschine und bodenverdichtungsmaschine
WO1996024725A1 (de) Maschine zum bearbeiten von fahrbahnen
DE102016216584A1 (de) System und verfahren zum reagieren auf radschlupf in einem zugfahrzeug
DE102013008939B4 (de) Selbstfahrende Bodenfräsmaschine zum Bearbeiten von Bodenoberflächen mit einer Fräseinrichtung
WO2007068762A1 (de) Slider mit hydraulikzylinder
DE2364028A1 (de) Maschine zur bearbeitung von strassenoberflaechen
DE102004029409A1 (de) Druckmittelbetätigte Stelleinrichtung, insbesondere für eine Fahrzeuglenkvorrichtung
WO2004007234A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung von funktionen eines arbeitsfahrzeuges
EP1270373B1 (de) Fahrzeug mit zwei Lenkhebeln
DE2652823A1 (de) Bremsgelenktes fahrzeug, insbesondere zugmaschine, mit lenkhebel und einer hilfssteuerung mit selbstzentriervorrichtung
EP1508494B1 (de) Hilfskraftunterstütztes Lenksystem für ein Kraftfahrzeug, mit hydraulischer offener Mitte
EP2068045A2 (de) Antriebssystem eines Arbeitsfahrzeugs
EP4159589A1 (de) Bodenbearbeitungsmaschine und verfahren zum betreiben einer bodenbearbeitungsmaschine
DE112008002977T5 (de) Bauteilkombination für ein hydrostatisch angetriebenes Fahrzeug
EP3842592B1 (de) Selbstfahrende baumaschine
WO2009000620A1 (de) Verfahren zur einstellung eines lenksystems in einem fahrzeug
DE19616405A1 (de) Vorrichtung zur Verhinderung des Aufstellens einer Tandemachse
DE102006014194B4 (de) Hydrauliksystem zur Versorgung eines Aktuators in einem Kraftfahrzeug
DE102021214866B4 (de) Hydraulischer Antrieb für eine Walze und Walze
DE102021127442A1 (de) Bodenbearbeitungsmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Bodenbearbeitungsmaschine
EP4253655A1 (de) Verfahren zum betreiben einer bodenbearbeitungsmaschine
EP0456175B1 (de) Hydrostatisches Antriebssystem für Fahrzeuge
DE102017212218B4 (de) Simulationssystem zur Anpassung eines Pedalgefühls bei einem Bremssystem
EP1918462A2 (de) Arbeitsfahrzeug mit einem Vorschubaggregat und einem Stellaggregat sowie Verfahren zum Betrieb desselben

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220825

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR